進程、線程

什么是進程?

開發(fā)寫的代碼我們稱為程序，那么將開發(fā)的代碼運行起來。我們稱為進程。

明白點: 當(dāng)我們運行一個程序，那么我們將運行的程序叫進程。

精簡重點

進程是申請一塊內(nèi)存空間,將數(shù)據(jù)放到內(nèi)存空間中去,是申請數(shù)據(jù)的過程是最小的資源管理單元

進程是線程的容器

程序與進程的區(qū)別

程序是數(shù)據(jù)和指令的集合, 是一個靜態(tài)的概念, 就是一堆代碼, 可以長時間的保存在系統(tǒng)中

進程是程序運行的過程, 是一個動態(tài)的概念, 進程存在著生命周期, 也就是說進程會隨著程序的終止而銷毀, 不會永久存在系統(tǒng)中

進程之間交互

進程之間通過 TCP/IP 端口實現(xiàn)

什么是線程

線程是操作系統(tǒng)能夠進行運算調(diào)度的最小單位。

它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。

一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以并發(fā)多個線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。

精簡重點

是進程的一條流水線,只用來執(zhí)行程序,而不涉及到申請資源,是程序的實際執(zhí)行者最小的執(zhí)行單元

線程之間交互

多個線程共享同一塊內(nèi)存,通過共享的內(nèi)存空間來進行交互

進程與線程的關(guān)系

例子:

我們打開一個聊天軟件,這就是開啟了一個進程；當(dāng)我們在軟件里面打開一些功能,比如空間, 掃一掃, 設(shè)置...,這些操作就是線程 所以可以說"進程"包含"線程","線程"是"進程"的子集

進程是線程的容器

工廠流水線例子:

進程：指在系統(tǒng)中正在運行的一個應(yīng)用程序；程序一旦運行就是進程；進程——資源分配的最小單位。

線程：系統(tǒng)分配處理器時間資源的基本單元，或者說進程之內(nèi)獨立執(zhí)行的一個單元執(zhí)行流。線程——程序執(zhí)行的最小單位。

進程要分配一大部分的內(nèi)存，而線程只需要分配一部分棧就可以了.

一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程.

一個線程可以創(chuàng)建和撤銷另一個線程，同一個進程中的多個線程之間可以并發(fā)執(zhí)行.

并行、并發(fā)、串行

并發(fā): 多個任務(wù)看起來是同時進行, 這是一種假并行

單核下使用多道技術(shù)實現(xiàn)

并行: 多個任務(wù)同時進行

并行必須有多核才能實現(xiàn),否則只能實現(xiàn)并發(fā)(偽并行)。

串行: 一個程序完完整整的運行完,再運行下一個進程

任務(wù)運行的三種狀態(tài)

進程在運行的過程中不斷地改變其運行狀態(tài)。 通常一個運行的進程必須具有三種狀態(tài):就緒態(tài),運行態(tài),阻塞態(tài)。

就緒態(tài) (Ready)

當(dāng)進程已分配到除CPU以外的所有必要的資源后,只要再獲得CPU, 便可執(zhí)行程序, 進程這時的狀態(tài)就稱為就緒態(tài),

在一個系統(tǒng)中處于就緒態(tài)的進程可能有多個, 通常將他們排成一個隊列, 這就叫就緒隊列

運行態(tài) (Running)

當(dāng)進程已經(jīng)獲得CPU操作權(quán)限, 其程序正在運行, 著就叫做運行態(tài)

在單核操作系統(tǒng)中, 只有一個進程處于運行態(tài), 多核操作系統(tǒng)有多個進程處于運行態(tài)

阻塞態(tài) (Blocked)(sleep)

正在執(zhí)行的進程, 由于等待某個事件而無法執(zhí)行時, 便被操作系統(tǒng)剝奪了cpu的操作時間, 這是就是阻塞態(tài)

引起阻塞的原因多種, 例如: 等待I/O操作, 更高優(yōu)先級的任務(wù)搶走了CPU權(quán)限等.

進程三種狀態(tài) 間的轉(zhuǎn)換

一個進程在運行期間,會不斷地在一種狀態(tài)切換到另一只種狀態(tài) 他可以是多次處于就緒態(tài)和運行態(tài),也可以多次處于阻塞態(tài),下圖是三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖

就緒態(tài)??運行態(tài)

處于就緒態(tài)的進程,當(dāng)進程調(diào)度程序為之分配了CPU的時間片后,該進程就會由就緒態(tài)轉(zhuǎn)變成運行態(tài)

運行態(tài)??就緒態(tài)

處于運行態(tài)的進程在運行過程中,因為分配的時間片用完了,于是失去了CPU的使用權(quán)限,運行態(tài)就會重新轉(zhuǎn)為就緒態(tài)

運行態(tài)??阻塞態(tài)

正在運行的進程由于遇到I/O操作或被更高優(yōu)先級的任務(wù)搶走CPU使用權(quán)限而無法繼續(xù)執(zhí)行,便從運行態(tài)轉(zhuǎn)為阻塞態(tài)

阻塞態(tài)??就緒態(tài)

處于阻塞態(tài)的進程,若其等待的事情已經(jīng)處理完畢,于是進程從阻塞態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)

任務(wù)提交的兩種方式

同步

同步是指發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)后, 等接收方發(fā)回響應(yīng)后才發(fā)下一個數(shù)據(jù)報的通訊方式

同步是指兩個程序的運行是相關(guān)的, 其中一個線程在阻塞需要等待狀態(tài), 那另一個線程才運行

異步

異步是指發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后, 不等接收方發(fā)回響應(yīng), 接著就發(fā)下個數(shù)據(jù)報的通訊方式

異步是指兩個線程毫無相關(guān), 自己運行自己的

例子

同步：

你叫我去吃飯,我聽到了就立即和你去吃飯,如果沒有聽到,你就不停的叫,直到我告訴你聽到了,才一起去吃飯 打電話好比同步,兩邊是同時進行不能再打給另一個人

異步：

你叫我去吃飯,然后自己去吃飯了,我得到消息后可能立即走,也可能過會兒走 發(fā)消息好比異步,和一個人發(fā)完消息就可能和另一個人發(fā)消息

進程池

什么是進程池?

進程池是資源進程,管理進程組成的技術(shù)的應(yīng)用.

為什么要有進程池?

忙時會有成千上萬的任務(wù)需要被執(zhí)行，閑時可能只有零星任務(wù)。 那么在成千上萬個任務(wù)需要被執(zhí)行的時候，我們就需要去創(chuàng)建成千上萬個進程么？ 首先，創(chuàng)建進程需要消耗時間，銷毀進程也需要消耗時間。 第二即便開啟了成千上萬的進程，操作系統(tǒng)也不能讓他們同時執(zhí)行，這樣反而會影響程序的效率。 因此我們不能無限制的根據(jù)任務(wù)去開啟或者結(jié)束進程。那么我們要怎么做呢？

進程池的概念

定義一個池子，在里面放上固定數(shù)量的進程，有需求來了，就拿一個池中的進程來處理任務(wù)

等到處理完畢，進程并不關(guān)閉，而是將進程再放回進程池中繼續(xù)等待任務(wù)

如果有很多任務(wù)需要執(zhí)行，池中的進程數(shù)量不夠，任務(wù)就要等待之前的進程執(zhí)行任務(wù)完畢歸來，拿到空閑進程才能繼續(xù)執(zhí)行。

也就是說，進池中進程的數(shù)量是固定的，那么同一時間最多有固定數(shù)量的進程在運行

這樣不會增加操作系統(tǒng)的調(diào)度難度，還節(jié)省了開關(guān)進程的時間，也一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)效果。

資源進程

預(yù)先創(chuàng)建好的空閑進程，管理進程(好比池子)會把工作分發(fā)到空閑進程來處理。

管理進程

管理進程負責(zé)創(chuàng)建資源進程，把工作交給空閑資源進程處理，回收已經(jīng)處理完工作的資源進程。

資源進程與管理進程的交互

管理進程如何有效的管理資源進程，分配任務(wù)給資源進程? 通過IPC，信號，信號量，消息隊列，管道等進行交互。

審核編輯 ：李倩